علم فردا

تکنولوژی به زبان ساده

اگه خاطرتون باشه قبلا توی پست ” صفحه نمایش گوشی و انواع آن ” توضیح دادم که وقتی میگن صفحه نمایش یه گوشی 16 میلیون رنگ رو ساپورت می کنه یعنی چی . اونجا قول دادم که تو یه پست جداگانه مفصل در موردش توضیح بدم و الان به قولم دارم عمل میکنم . به هرحال مرده و قولش 🙂

در مورد پیکسل و زیر پیکسل

خیلی ساده و کوتاه میگم چون بعدا در مورد پیکسل مفصل توضیح میدم . فعلا در این حد بدونید که کوچیکترین جزء تشکیل دهنده ی یه تصویر دیجیتال رو پیکسل میگن . مثلا وقتی میگن یه نمایشگر لپ تاپ رزولوشن 1366 در 728 داره یعنی 1366 تا پیکسل در عرض یا پهنای نمایشگر و 728 تا پیکسل هم در ارتفاع نمایشگر قرار گرفتن که به کمک هم تصاویر رو بسازن ، اما تا حالا پیش خودتون فکر کردید که رنگ این تصاویر چجوری ساخته میشه ؟

یه چیزی که شاید خیلی ها ندونن اینه که پیکسل خودش از 3 تا زیر پیکسل یا به انگلیسی Sub-Pixel تشکیل شده . 3 تا زیر پیکسل به رنگ های قرمز و سبز و آبی یا همون RGB که خیلی اسمشو شنیدید .

به عکس زیر نگاه کنید ، هر 3 تا رنگ قرمز و سبز و آبی که کنار هم هستن تشکیل یه پیکسل رو میدن .

رنگ های اصلی تشکیل دهنده عمق رنگ یا عمق بیت رنگ

همونطور که می دونید و خب شاید هم ندونید ، تمام رنگ های دنیا از ترکیب 3 تا رنگ اصلی قرمز و سبز و آبی درست میشن . به خاطر همین مسئله ، پیکسل از 3 تا زیر پیکسل سبز و قرمز و آبی تشکیل شده که بعدا به صورت الکترونیکی وقتی به این زیر پیکسل ها سیگنال میدی می تونی رنگ های مختلفی رو روی نمایشگر تولید کنی .

تو علم رنگ شناسی دو مدل رنگ داریم ، رنگ های اصلی یا اولیه و رنگ های فرعی یا ثانویه . رنگهای اصلی که مشخصن ! سبز و قرمز و آبی اما رنگ های ثانویه از ترکیب های مختلف این 3 رنگ درست میشن . مثلا اگه آبی و سبز رو با هم ترکیب کنیم رنگ فیروزه ای یا کله غازی درست میشه و یا ترکیب رنگ قرمز و سبز رنگ زرد رو درست می کنه . لازم به ذکره که 3 رنگ قرمز و آبی و زرد هم به عنوان رنگ های اولیه یا اصلی شناخته میشن اما نه توی دیجیتال ، بیشتر توی هنرمندان مرسومه .

شکل زیر رو ببینید .

پس ما میتونیم با ترکیب این رنگ ها با همدیگه کلی رنگای عجیب و غریب تولید کنیم . اساس کار نمایشگرهای تلویزیون یا مانیتور هم به همین شکله که در ادامه میگم .

مفهوم بیت در عمق رنگ چیست ؟

کامپیوتر زبون آدمیزاد نمی فهمه 🙂 باید به زبون خودش باش صحبت کرد . زبون کامپیوتر به زبان باینری یا صفر و یکی معروفه . کامپیوتر فقط 0 و 1 رو میفهمه . یعنی تمام این چیزهایی که توی کامپیوتر یا لپ تاپ شما داره اتفاق میفته با صفر و یک انجام میشه .

کوچکترین جزء سیستم کامپیوتری که می تونه مقدار به خودش بگیره رو بیت میگن . این مقدار حاوی اطلاعاته . یک بیت یا می تونه  صفر باشه یا یک . صفر یعنی اون بیت خاموشه و یک یعنی اون بیت روشنه . حالا بعدا مفصل توضیح میدم .

ما یه سیستمی داریم توی رنگ دیجیتال که بهش میگن مونوکروم Monochrome یعنی تک رنگ . همون سیاه و سفید . مثلا به سیستم رنگ سیاه و سفید خالص میگن سیستم رنگ 1 بیتی . یعنی 1 بیت که یا می تونه 1 باشه ( سفید ) یا می تونه صفر باشه ( سیاه ) شکل زیر رو نگاه کنید .

حالا ما اگه تعداد بیت ها رو افزایش بدیم می تونیم برای هر پیکسل یک بیت در نظر بگیریم که با مقدار دهی متفاوت این بیت ها به رنگ های مختلفی هم می رسیم . مثلا سیستم 2 بیتی یعنی 4 تا رنگ مختلف . سیستم 4 بیتی یعنی 16 رنگ مختلف . در شکل زیر می بینید که هر چی تعداد بیت های بیشتری رو برای یک عدد پیکسل در نظر بگیریم می تونیم تعداد رنگ های بیشتری رو بسازیم . یعنی طیف رنگی بیشتر ! شکل زیر برای طیف سفید تا مشکی هست که به Graysclae معروفه . در مورد رنگ های دیگه هم ، همین مسئله صادقه .

 

عدد 2 به توان تعداد بیت ها میشه تعداد رنگ های تولیدی توسط پیکسل ها . مثلا تعداد رنگ تولیدی توسط سیستم 24 بیتی میشه 16,777,216 . یعنی عدد 2 به توان 24 ! اینکه چرا عدد 2 به توان تعداد بیت ها میشه یه اصل توی علم الکترونیک دیجیتال هست . وقتی میخوان تعداد حالت های مختلف ممکن یه سیستم چند بیتی رو حساب کنن عدد 2 رو به توان اون تعداد بیت می رسونن . چرا ؟ شما فرض کنید 2 تا بیت مختلف داریم که هر کدومشون می تونن 0 یا 1 باشن . پس میشه 00 ، 10 ، 01 ، 11 . میشه 4 تا حالت مختلف ، یعنی 2 به توان 2 ! حالا اگه 3 تا بیت مختلف باشه ، تعداد حالاتی که این بیت ها می تونن کنار هم قرار بگیرن میشه 8 تا یعنی 2 به توان 3 . میشه 000 ، 001 ، 010 ، 011 و همینجور تا آخر که میشه 111 .

عمق رنگ یا عمق بیت رنگ چیست ؟

به زبون ساده ، تعداد رنگ هایی که یه نمایشگر می تونه تولید کنه رو عمق رنگ میگن و تعداد بیت هایی که برای تولید این تعداد رنگ در نظر گرفته شده ( برای هر پیکسل ) ، عمق بیت رنگ میگن . مثلا عمق رنگ نمایشگر های جدید گوشی یا تبلت یا لپ تاپ 16 میلیون رنگ هست اما عمق بیتشون 24 بیته . الان توضیح میدم قشنگ .

گفتم که هر پیکسل به 3 تا زیر پیکسل سبز و قرمز و آبی تقسیم میشه . اگه فقط رنگ قرمز با آبی ترکیب بشه رنگ صورتی درست میشه اما برای درست کردن رنگ صورتی کمرنگ چکار کنیم ؟ یا مثلا قهوه ای تیره یا روشن رو چکار کنیم ؟ پس باید ترکیبات مختلفی از 3 رنگ اصلی داشته باشیم . یعنی طیف قرمز کمرنگ تا قرمز پر رنگ رو بسازیم که اگه با سبز کمرنگ تا پر رنگ ترکیب شد ، رنگهای مختلفی رو داشته باشیم . واسه همین مسئله برای هر زیر پیکسل چندتا بیت مجزا درنظر میگیرن که با تغییر مقدار این بیت ها به طیف های مختلفی از یک رنگ می رسیم و از ترکیب 3 رنگ اصلی هم به تمام رنگ های کره ی زمین .

هرچی تعداد بیت های در نظر گرفته شده برای هر پیکسل یا زیر پیکسل بیشتر باشه ، تصویر شفاف تر و لطیف تری داریم . شکل زیر رو ببینید تا دقیقا متوجه بشید چی میگم :

مثلا در سیستم بالا که 8 بیت برای هر پیکسله ، 3 بیت واسه رنگ قرمز ، 3 بیت واسه سبز و 2 بیت واسه آبی درنظر گرفته میشه . یعنی 8 طیف مختلف قرمز ، 8 طیف مختلف سبز و 4 طیف مختلف آبی داریم .

می بینید که هرچی تعداد بیت بیشتر باشه تصویر با کیفیت تری داریم ، تصویر بالا یعنی 24 بیتی دقیقا همونیه که توی گوشی ها استفاده میشه !

درحال حاضر عمق بیت رنگ در نمایشگرهای جدید حالا چه گوشی موبایل چه لپ تاپ چه تبلت ، به صورت 24 بیتی هست یعنی برای هر پیکسل 24 بیت در نظر میگیرن ، حالا چون هر پیکسل از 3 زیر پیکسل تشکیل شده ، به هر کدوم از زیر پیکسل ها 8 تا بیت یا همون یک بایت می رسه ( 8 بیت مساوی با یک بایت ) یعنی 8 بیت واسه سبز ، 8 بیت واسه آبی و 8 بیت واسه قرمز . این بیت ها وقتی مقادیر مختلفی میگیرن ، می تونن رنگ های مختلفی تولید کنن . مثلا زیر پیکسل قرمز می تونه مقدار روبرو رو به خودش بگیره : 01101100 که این مقدار معادل دهدهی عدد 108 هست . اگه تو همین حالت زیر پیکسل های آبی و سبز جفتشون مقدار 00000000 داشته باشن ، اون پیکسل به رنگ قهوه ای روشن ( یه چیز تو مایه های زرشکی ) درمیاد . حالا این 1 حالت از 16 میلیون حالت مختلفه . فکرشو کنید هرکدوم از این صفر و یک ها جاهاشون عوض شه می تونه یه رنگ منحصر به فرد تولید کنه .

پس به طور کلی فهمیدید که عمق رنگ یا عمق بیت رنگ چیه و این عدد 16 میلیون رنگ مختلف از کجا اومده . راستی دوستان ، پیشنهاد میکنم دوره های انگلیسی علم فردا رو تهیه کنید ، دنیاتون عوض میشه ! خیلی فرقه بین کسی که انگلیسی میدونه و نمیدونه !

حتما مطالب زیر رو هم بخونید